Secuencias conservativas

Las secuencias conservadas son secuencias similares o idénticas que se encuentran en polímeros biológicos :  ácidos nucleicos , estructuras primarias y espaciales de proteínas , polisacáridos tanto dentro de individuos de diferentes especies ( secuencias ortólogas ) como dentro de un individuo ( secuencias parálogas ). Las secuencias ortólogas son evidencia de que ciertas secuencias pueden mantenerse por evolución a pesar del proceso de especiación . Dado que la información sobre la secuencia de aminoácidos en las proteínas normalmente se transmite de padres a descendientes, la presencia de secuencias conservativas en las proteínas indica la presencia de un gen conservativo . Se cree ampliamente que una mutación en una secuencia conservativa da como resultado un organismo no viable o un fenotipo que se elimina por selección natural .

Secuencias conservativas de ácidos nucleicos

Se cree que las secuencias de ADN altamente conservadas llevan una carga funcional. Sin embargo, el papel de muchas de estas secuencias de ADN no codificantes altamente conservadas no está del todo claro. En 2004, Bejerano y sus colegas describieron elementos o secuencias ultraconservadas (UCE o UCR) que  son 100 % idénticas en humanos, ratas y ratones [1] . Un estudio reciente mostró que la eliminación de cuatro secuencias de ADN no codificantes altamente conservadas dio como resultado ratones viables sin anomalías fenotípicas; los investigadores llamaron a sus resultados "inesperados" [2] . Las secuencias altamente conservadas, como muchos otros tramos de ADN, están formadas por secuencias repetitivas . Una posible explicación para el fenómeno descrito anteriormente es que la pérdida de uno o más elementos de un conjunto de secuencias repetidas puede teóricamente preservar el fenotipo normal, siempre que una secuencia del conjunto sea suficiente y las secuencias repetidas restantes sean redundantes, aunque en este caso. caso no hubiera indicaciones precisas, si la secuencia perdida es repetitiva. A pesar de que aún no se ha establecido la función biológica de la mayoría de las secuencias conservadas, se sabe que algunas de ellas forman transcritos , y las células cancerosas se caracterizan por anomalías en su expresión [3] .

Un ejemplo de secuencia muy conservada para eucariotas es la caja TATA , que forma parte del promotor .

Secuencias y estructuras de proteínas conservadas

A menudo se requieren proteínas altamente conservadas para procesos fundamentales como la vida y la división celular . La conservación de una secuencia de proteína puede determinarse por la presencia de los mismos aminoácidos en partes similares de proteínas. El conservadurismo de la estructura de la proteína está determinado por la presencia de aminoácidos funcionalmente equivalentes, pero no necesariamente idénticos, en partes similares de las proteínas.

Las estructuras de dos proteínas con dedos de zinc humanos ( números de GenBank AAB24882 y AAB24881 ) se alinean a continuación . Los aminoácidos conservativos están marcados . Como puede verse por la alineación, estas dos proteínas contienen varios aminoácidos conservados.

Secuencias de polisacáridos conservativas

La secuencia de monosacáridos del glicosaminoglicano de heparina se conserva en un gran número de especies.

La importancia biológica de la conservación de secuencias

Las secuencias similares denotan la preservación de la estructura y la función, así como la relación evolutiva entre estas secuencias. Por lo tanto, el análisis comparativo de secuencias es el método principal para identificar ciertos elementos funcionales.

Las secuencias más conservadas son características de los sitios activos de enzimas y sitios de unión de receptores de proteínas .

Las secuencias no codificantes conservadoras a menudo contienen elementos reguladores en cis que mantienen su evolución. Algunas deleciones de secuencias altamente conservadas en humanos ( hCONDELs ) y otros organismos se consideran la razón principal de las diferencias anatómicas y de comportamiento entre humanos y otros mamíferos [4] [5] .

Notas

  1. ↑ Bejerano, G; Pheasant, M., Makunin, I., Stephen, S., Kent, WJ, Mattick, JS, Haussler, D. Elementos ultraconservados en el genoma humano. (Inglés)  // Ciencia. - 2004. - 28 de mayo ( vol. 304 , núm. 5675 ). - P. 1321-1325 . -doi : 10.1126 / ciencia.1098119 . — PMID 15131266 .
  2. ↑ Ahituv N., Zhu Y., Visel A., et al. La eliminación de elementos ultraconservados produce ratones viables  // PLoS Biol  .  : diario. - 2007. - vol. 5 , núm. 9 _ —P.e234 . _ - doi : 10.1371/journal.pbio.0050234 . — PMID 17803355 .
  3. ↑ Calin, GA; Liu, CG, Ferracin, M., Hyslop, T., Spizzo, R., Sevignani, C., Fabbri, M., Cimmino, A., Lee, EJ, Wojcik, SE, Shimizu, M., Tili, E ., Rossi, S., Taccioli, C., Pichiorri, F., Liu, X., Zupo, S., Herlea, V., Gramantieri, L., Lanza, G., Alder, H., Rassenti, L. ., Volinia, S., Schmittgen, TD, Kipps, TJ, Negrini, M., Croce, CM Las regiones ultraconservadas que codifican ncRNA están alteradas en leucemias y carcinomas humanos. (Inglés)  // Célula cancerosa: revista. - 2007. - Septiembre ( vol. 12 , no. 3 ). - pág. 215-229 . -doi : 10.1016 / j.ccr.2007.07.027 . —PMID 17785203 .
  4. ↑ McLean, Cory Y.; et al. Pérdida específica humana de ADN regulador y evolución de rasgos específicos humanos  (inglés)  // Nature: revista. - 2011. - 10 de marzo ( vol. 471 , núm. 7337 ). - pág. 216-219 . -doi : 10.1038/ naturaleza09774 . — PMID 21390129 .
  5. ↑ Grosero, Lisa. ¿Son realmente indispensables los elementos genéticos "ultraconservados"?  (Inglés)  // Biología PLOS  : revista. - 2007. - Septiembre ( vol. 5 , no. 9 ). — P.e253 . - doi : 10.1371/journal.pbio.0050253 . —PMID 20076686 .

Literatura